超薄晶硅太阳电池的上表面陷光结构研究(Ⅰ)

基于太阳光谱的特点和晶硅材料吸收光谱的性质,首先分析了超薄晶硅太阳电池上表面的陷光要求,然后利用传递矩阵法(TMM)和频域有限差分(FDFD)法设计上表面增透膜结构和织构结构,最后利用FDFD法分析了SiO2/SiN4双层增透膜结构和三角条带式表面织构结构构成的组合结构的光吸收效果。研究结果表明,在超薄晶硅太阳电池的有效吸收光谱范围(波长范围200～1 200nm)内,双层增透膜比单层增透膜具有更小的反射损耗;一维光子晶体表面织构结构中,使用三角条带式一维光子晶体比矩形条带式一维光子晶体具有更小的反射损耗。借助于透膜结构和三角条带式织构结构的优化参数,设计出入射角θ45°、波长处于200～1 200nm范围内和反射率小于5%的上表面结构形式。